< Terug naar overzicht

Bacterieel verdedigingsmechanisme Crispr-Cas tegen virussen

2015

In 2015 vond de introductie plaats van CRISPR-Cas, een nieuwe techniek voor het heel gericht veranderen van genen van mensen, dieren, planten en micro-organismen. Het CRISPR-CAS systeem bestaat uit een aantal eiwitten en genetische moleculen die heel specifieke onderdelen van het DNA kunnen herkennen en aanpassen. Van nature wordt het systeem gebruikt door bacteriën bij de verdediging tegen binnendringende virussen.

Met het systeem is het mogelijk de activiteit van bepaalde genen te reguleren, hele precieze en kleine veranderingen in het DNA te introduceren, genen uit te schakelen of nieuwe DNA-fragmenten toe te voegen. Eerder ontwikkelde technieken voor het wijzigen van DNA zijn ingewikkelder, tijdrovender en hebben meer beperkingen in de toepassingsmogelijkheden.

De wetenschappers Jennifer Doudna (Universiteit van Californië) en Emmanuelle Charpentier (Umea Universiteit) ontdekten dat herhalende DNA-patronen een rol spelen in het immuunsysteem van bacteriën. Dat doen deze patronen samen met de zogeheten Cas9-enzymen en gespecialiseerde RNA-moleculen. Hierbij dienen de enzymen als een soort schaar en de RNA-moleculen als een soort biologisch navigatiesysteem.

Evenals mensen en dieren kunnen ook bacteriën besmet worden door virussen en hierdoor doodgaan. Om dit te voorkomen, hebben bacteriën een techniek ontwikkeld waardoor zij relatief simpel een stukje van het agressieve virus kunnen inbouwen in hun eigen DNA. Hierdoor kunnen zij bij volgende aanvallen het virus herkennen en gelijk optreden tegen het gevaar. Met gebruik van de RNA-moleculen sporen bacteriën het vijandelijke DNA op, waarna de speciale Cas9-enzymen het virus-DNA kapot knippen.

Regelmatig worden nieuwe toepassingen van het CRISPR-cas systeem gepubliceerd. Zo zijn in menselijke stamcellen kapotte genen gerepareerd. Na terugplaatsing van deze stamcellen kunnen zo ziektes bestreden worden. Ook zijn er ontwikkelingen om met behulp van CRISPR-systemen virusinfecties in mensen te bestrijden. Deze ontwikkelingen bevinden zich nog in de testfase.